JPS63111775A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は電子スチルカメラ等の撮像装置に関するもので
ある。

従来の技術 従来の撮像装置について、第６図を用いて説明する。第
６図に従来の撮像装置のブロック図を示す。第６図にお
いて、θｏ１は電気信号に変換する撮像素子θ０２は撮
像装置用の同期信号を発生する同期信号発生回路、６０
３は同期信号から撮像素子駆動に必要な駆動パルスを発
生する駆動パルス発生回路、６０４は同期信号以外の外
部信号を発生する外部信号発生回路、６０５は駆動パル
スや外部信号を用いて撮像素子を駆動する駆動回路、６
Ｑ６は撮像素子の出力信号を処理する映像信号処理回路
である。

以上のように構成された従来の撮像装置は、撮像素子６
０１で電気信号に変換し、映像信号処理回路６０６で処
理を行う。この時、同期信号発生回路８０２の同期信号
から駆動パルス発生回路６０３で駆動パルスをつくりそ
の出力信号で駆動回路６０５は撮像素子６０１を駆動し
ている。

また撮像素子６０１はテレビジ目ン信号を得るため１／
／６０秒毎に撮像素子の受光部に蓄えられた電荷を読み
取っているが、例えば特開昭６８−１１５９８０号公報
に示されているように撮像素子の駆動方法を改良して撮
像素子の受光部の電荷の蓄積時間を変化させることが現
在行われている。

この時は、外部信号発生回路６０４の出力信号を駆動回
路８０５に入力し撮像素子を駆動する。この動作を第７
図及び第８図で説明する。第７図は撮像素子の構成図で
ありここではＩＴ−ＣＣＩ）型撮像素子について説明す
る。第８図は電荷読み取り及び電荷転送のタイミング図
である。第７図に示すようにＩＴ−ＣＯＤは受光部が独
立しており電荷転送段とは転送ゲートにより分離されて
いる。

次に第８図乙に示すように通常の素子駆動の場合電荷読
み取り時には転送ゲートに受光部電荷移動パルスＶｍが
入力されるとともに電荷転送段は電荷読み取りモードと
なり電荷は受光部から電荷転送段に完全に移動しその後
電荷転送段は電荷転送モードとなり電荷転送パルスによ
って電荷転送段内を移動し映像信号として取り出される
。なおこの電荷の電荷転送段への移動はＶ−ＢＬＫ間に
行なわれる。同様に第８図゛ｂに示すように蓄積時間を
変化させる素子駆動の場合、受光部電荷移動パルスが１
ｖ期間内に２つ入力され第１のＴ１時のパルスは外部信
号発生回路の出力信号であり、これによりＴ、以前に蓄
えられた受光部の電荷は電荷転送段に移動され、Ｔ、〜
Ｔ２　　間の高速掃き出し駆動によりすべて除去される
。第２のＴ２　時のパルスは、同期信号を用いた駆動パ
ルス発生回路の出力信号であり、ここでは同図乙の通常
素子駆動と同様に１１〜７２間に蓄えられた受光部の電
荷が電荷転送段に移動され、その後電荷転送パルスによ
って電荷転送段内を移動し映像信号として取り出される
。このように撮像素子より取り出される信号はＴ、〜Ｔ
２間に蓄積された電荷となり蓄積時間を変化できる。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記の撮像装置では電荷の蓄積時間を変化
させる場合の素子駆動は１通常の素子駆動時の駆動パル
スに受光部電荷移動パルスを追加することで不必要な電
荷を除去して任意の蓄積時間を可能にしているが、受光
部の電荷を電荷転送段に移動するためには、受光部電荷
移動パルスを入力して受光部と電荷転送段との間の転送
ゲートを０ＰＥＮにするとともに電荷転送段を電荷転送
モードから電荷読み出しモードに変化させて電荷転送段
への電荷の移動を完全に行う必要がある。

そのため受光部電荷移動パルスを追加するだけでは電荷
移動は不完全となり、又受光部電荷移動パルスを追加し
さらに電荷転送段を電荷転送モードから電荷読み出しモ
ードに変化させるためには複雑な回路が必要になるとい
う問題点を有している。

本発明はかかる点に鑑み、蓄積時間を変化させる場合で
も複雑な回路を必要とせず、容易に電荷の移動を完全に
行い蓄積時間の変化を可能にする撮像装置を提供するこ
とを目的とする。

問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するため、撮像素子と、同期
信号を発生する第１の回路と、外部信号を発生する第２
の回路と、これら第１及び第２の回路により発生した信
号の加算信号を得る第３の回路と、第３の回路に上り発
生した信号から前記撮像素子を駆動する駆動信号を発生
する第４の回路を備えた撮像装置である。

作用 本発明は前記した構成により、同期信号及び外部信号を
用いて撮像素子を駆動するのに必要な信号を発生するこ
とにより、外部信号の場合も同期信号の場合と同様に撮
像素子の駆動を完全に行うことが可能である。

実施例 第１図は本発明の実施例における撮像装置のブロック図
を示すものである。第１図において１ｏ１は電気信号に
変換する撮像素子、１０２は撮像素子の出力信号を処理
する映像信号処理回路、１０３は撮像装置用の同期信号
を発生する同期信号発生回路、１０４は同期信号以外の
信号を発生する外部信号発生回路、１０５は同期信号と
外部信号とを加算する信号加算回路、１０６は信号加算
回路の出力信号から撮像素子駆動に必要な駆動パルスを
発生する駆動パルス発生回路、１０７は駆動パルスを用
いて撮像素子を駆動する駆動回路、１０８は以上の回路
を総合的に制御するシステム制御回路である。

以上のように構成された本実施例の撮像装置について以
下その動作を説明する。撮像素子１０１で電気信号に変
換し、映像信号処理回路１０２で処理を行う。この時撮
像素子１０１は同期信号発生回路１０３の同期信号と外
部信号発生回路１０４の外部信号と加算信号である信号
加算回路１０５の出力信号から駆動パルス発生回路１０
６で駆動パルスをつくり駆動回路１０７で駆動されてい
る。

以下その駆動方法を説明する。

まず第２図に通常の素子駆動の駆動タイミングを示す。

同図においてＶ−ＢＬＫ信号及び垂直同期信号Ｖｐは同
期信号発生回路の出力信号であり、これらの信号を用い
て駆動パルス発生回路で受光部電荷移動パルスと転送段
パルスをつくり駆動回路を経て撮像素子を駆動している
。ここでＶｐとＶ−ＢＬＫから受光部電荷移動パルス及
び転送段パルスをつくる方法としては、シフトレジスタ
とゲート回路の組合わせ又はモノマルチ回路を用いる方
法等があるが、ここでは特に説明はしない。

そして転送ゲートに受光部電荷移動パルスが入力される
と電荷転送段も電荷読み取りモードとなり電荷は受光部
から電荷転送段に移動しその後電荷転送段は電荷転送モ
ードとなり電荷転送パルスによって電荷転送段内を移動
し映像信号として取り出される。

次に第３図に蓄積時間を変化させる素子駆動の駆動タイ
ミングを示す。同図においてＶ−ＢＬＫ信号及びＶｐは
第２図と同じく同期信号発生回路の出力信号であり、Ｖ
ｑは外部信号発生回路の出力信号である。これらＶｐと
Ｖｑは信号加算回路で加算信号ｖｒとなり、駆動パルス
発生回路に入力される。駆動パルス発生回路では第２図
においてＶｐ倍信号ら受光部電荷移動パルスをつくり、
さらに転送段パルスを読み出しモードに変化させたよう
に、加算信号Ｖｒから受光部電荷移動パルスをつくり、
さらに転送段パルスを読み出しモードに変化させる。こ
れにより１ｖ期間内のＴ１時とで２時に受光部電荷移動
パルスが発生し転送段パルスが読み出しモードになる。

ここでＴ１　時パルスは外部信号ｖｑより生じ、７２時
パルスは同期信号Ｖｐより生じたものである。そしてＴ
１時までに蓄積された受光部の電荷は電荷転送段に完全
に移動し７１〜７２間の高速掃き出し駆動によりすべて
除去される。次に７１〜７２間に蓄えられた受光部の電
荷は１２時に電荷転送段に移動しその後転送モードの転
送パルスによって電荷転送段内を移動し映像信号として
取り出される。このように撮像素子より取り出される信
号ばＴ、〜Ｔ２間に蓄積された電荷であり外部信号Ｖｑ
により蓄積時間を容易に変化することができる。なおＴ
、〜Ｔ２間の高速掃き出し駆動の方法については、本発
明に直接関係ないのでここでは省略する。

以上のように本実施例では外部信号発生回路と信号加算
回路を駆動パルス発生回路の前段階に設けることにより
、同期信号Ｖｐで通常駆動の場合に受光部電荷を電荷転
送段に移動させる（受光部電荷移動パルスと転送段の読
み出しモード）のと同様に外部信号ｖｑでも蓄積時間を
変化させるための受光部電荷の電荷転送段への移動（同
様に受光部電荷移動パルスと転送段の読み出しモード）
を完全にしかも容易に行うことができる。

なお、本実施例において受光部電荷移動パルス及び転送
段の読み出しモードを同期信号であるＶｐを用いて行う
場合について説明したが、Ｖｐでなく他の垂直信号（フ
ィールド信号）等でもよい。

また電荷転送段における高速掃き出し駆動の期間は本実
施例に限るものではないことも言うまでもない。

また本実施例では撮像素子としてＩ　Ｔ−ｃＣＤを用い
た場合を示したが、電荷蓄積部とこの電荷蓄積部に蓄積
された電荷をすべて除去する手段と蓄積された電荷を読
み出す手段とが存在する撮像素子であれば他の撮像素子
でもよい。

さらに本実施例では電荷蓄積部に蓄積された電荷を除去
する手段として電荷転送段における高速掃き出し駆動に
よる場合を示したが、これに限るものでなく過剰電荷掃
き出しのＯＦＤや０ＦＣＧを制御する方法等でもよい。

また本実施例では同期信号と外部信号を加算して、その
加算した信号から撮像素子の駆動に必要なパルスを作成
する場合を示したが、同期信号及び外部信号からそれぞ
れ撮像素子の駆動に必要なパルスをつくり、これらの信
号の加算信号で撮像素子を駆動する方法もあるが、回路
構成が複雑になるという欠点を有するので、ここでは特
に述べていない。

次に第１の実施例においては撮像素子の駆動方法を中心
に説明を行ったが、第３図に示した蓄積時間を変化させ
る素子駆動を行う場合は、１ｖ期間内に２つの受光部電
荷移動パルス（Ｔ、時及び７２時）が存在しさらに高速
掃き出しを行っているため正規な連続した映像信号を得
ることは非常に困難であり実用的装置としては間欠撮影
による非連続な映像信号を得る撮像装置、例えば監視カ
メラや電子スチルカメラ等が考えられる。第４図は本発
明の第２の実施例における撮像装置ここでは電子スチル
カメラのブロック図を示すものであり、第６図は第２の
実施例における駆動タイミング図を示すものである。第
４図において４０１〜４０７は第１の実施例における第
１図１０１〜１０７と同様であり異なるのは、４０８は
レンズ、４０９は絞り回路、４１Ｑは絞り制御回路、４
１１は記録回路、４１２は記録回路を制御する記録駆動
回路、４１３は上記の回路を総合的に制御するシステム
制御回路である。

以上のように構成された本実施例の撮像装置について以
下筒１の実施例と異なる点を中心にその動作を説明する
。

レンズ４０８及び絞り回路４０９で適正露出となった画
像を撮像素子４０１で電気信号に変換し映像信号処理回
路４０２で処理され記録回路４１１で記録する。この時
撮像素子は第１の実施例と同様に駆動方法を改良して蓄
積時間を変化させる駆動が行われている。この駆動タイ
ミングを第６図に示す。第６図においてレリーズ信号が
入力された直後のＶ期間において必要な露光時間がＴ１
〜Ｔ２　間である場合は、Ｔ１時に受光部電荷移動パル
スを入力しＴ。−Ｔ１間の不要な電荷は読み出しモード
となった転送段に移動しその後高速掃き出し駆動で除去
される。このようにして必要な露光時間に蓄積された電
荷は７２時の受光部電荷移動パルスによって転送段へ移
動しその後映像信号として取り出される。一方、第４図
の記録回路４１１はシステム制御回路４１３及び記録駆
動回路４１２で制御され上記の必要な露光時間に蓄積さ
れた電荷による７２時からの映像信号だけを記録する。

以上のように本実施例によれば蓄積時間を変化させるだ
めの受光部電荷の電荷転送段への移動を完全に行うこと
ができるので露光時間を実質的に決定して適正露出の静
止画像を記録することができる。

なお第２の実施例において、メカニカルシャッタを用い
ず撮像素子にシャッタ機能を持たせた場合を示したがメ
カニカルシャッタと撮像素子のシャッタ機能の両方を備
えた場合も考えられる。

又、電子スチルカメラの駆動タイミングとして消費電力
を考慮したタイミングや、暗電流、スミアの除去を考慮
した撮像素子のタイミング等があるが、本発明には直接
関係ないのでここでは省略する。

発明の詳細 な説明したように、本発明によれば、蓄積時間を決定す
る受光部電荷の電荷転送段への移励を完全にしかも容易
に行うことが可能であり、蓄積時間を変化させる撮像装
置を得ることができ、この実用的効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における一実施例の撮像装置のブロック
図、第２図は撮像素子の通常駆動タイミング図、第３図
は蓄積時間を変化させる場合の撮像素子駆動タイミング
図、第４図は本発明における第２の実施例の撮像装置の
ブロック図、第６図は第２の実施例の駆動タイミング図
、第６図は従来の撮像装置のブロック図、第７図は撮像
素子の構成図、第８図は従来の撮像装置における駆動タ
イミング図である。 １ｏ１・・・・・・撮像素子、１０２・・・・・・映像
信号処理回路、１０３・・・・・・同期信号発生回路、
１０４・・・・・・外部侶号発生回路、１０６・・・・
・・信号加算回路、１０６・・・・・・駆動信号発生回
路、１ｏ７・・・・・・駆動回路、１０８・・・・・・
システム制御回路。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第６
図 第７図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）撮像素子と、同期信号を発生する第１の回路と、
   外部信号を発生する第２の回路と、前記第１及び第２の
   回路により発生した信号の加算信号を得る第３の回路と
   、この第３の回路により発生した信号から前記撮像素子
   を駆動する駆動信号を発生する第４の回路を備えた事を
   特徴とする撮像装置。
2. （２）第２の回路により発生した信号に基づいて撮像素
   子に蓄積された電荷が除去され、第１の回路により発生
   した信号に基づいて前記電荷の除去後に前記撮像素子に
   蓄積された電荷が信号として取り出される事を特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の撮像装置。
3. （３）撮像素子が受光部と電荷転送部とこれら２つ　の
   間の電荷移動を制御する制御部とで構成され、第２の回
   路により発生した信号に基づいて前記制御部は電荷を前
   記転送部へ移動し、前記電荷転送部で高速掃き出し駆動
   する事を特徴とする特許請求の範囲第２項記載の撮像装
   置。
4. （４）撮像素子が受光部と受光部に蓄積できる電荷量を
   制御する制御部とで構成され、第２の回路により発生し
   た信号に基づいて前記制御部は前記受光部で蓄積できる
   電荷量を実質的に零とする事を特徴とする特許請求の範
   囲第２項記載の撮像装置。
5. （５）第１の手段により発生する信号が垂直同期信号で
   あり、第２の手段により発生する信号と前記垂直同期信
   号との時間差に基づき、撮像素子から信号として読み出
   す電荷の蓄積時間を制御することを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の撮像装置。